[发明专利]基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统及策略

说明书

本发明公开了一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统及策略，包括：对三相电流进行Clark及Park变换，得到d、q轴电流；通过改进EPLL策略对含有转子位置信号的q轴电流进行幅值提取，q轴高频信号幅值得到预估转速及角度，q轴二次谐波信号正负值修正角度；直流信号进行PI调节，得到d、q轴实际电压；对d、q轴实际电压进行Park逆变换，得到α、β轴电压；对逆变器进行调制控制电机。本发明能实现电机在低速情况下的无位置运行，获得预估转子位置信号，在脉振高频信号注入法的基础上，改善了滤波器的延迟问题，简化了信号提取过程，在响应速度以及信号提取精度上具有优越性。

技术领域

本发明属于无位置传感器控制技术领域，更具体地说是一种基于脉振高频信号注入法的信号提取改进策略。

背景技术

永磁同步电机以其高效率、小体积和易控制、显著的长寿命和可靠性等特点在调速领域显现优势，在要求高控制精度和高可靠性的场合如舰船推进、数控机床、机车牵引、电动汽车和家用电器等许多领域获得极为广泛的应用，成为各国学者的研究热点。

以电动工具为例，其工作环境以及安装要求较高，传统的机械传感器难以满足其加工精度以及工作要求，所以无位置技术显得尤为重要。为了满足低速下转子位置跟踪稳定、带载能力强等条件，选用了脉振高频信号注入法作为方案。

脉振高频信号注入法由于需要额外注入高频信号，同时转子位置信号中夹杂直流分量以及二次谐波等信号波，因此，如何准确提取各频率信号显得尤为重要。传统的信号提取方案是通过设计的带通、低通等滤波器，经过调制输出信号幅值，由于提取方案存在带通、低通滤波器，引入了幅值误差以及相位偏移，且造成了软件延时，系统相对复杂等问题。同时，提取效果完全取决于滤波器的处理效果，因而提取效果不佳。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统，通过并联EPLL实现高频信号幅值的提取策略。

技术方案：一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统实现方案，包括：电源电路、整流器、逆变器、电机、电机负载模块、电机电流采集模块、Clark变换模块、Park变换模块、并联EPLL信号分析模块、高频信号PI模块，积分处理模块、直轴正方向判断模块、角度修正模块、转速误差模块、转速PI模块、d轴电流误差模块、d轴电流PI模块、q轴电流误差模块、q轴电流PI模块、高频信号注入模块、Park 逆变换模块、脉宽调制模快；

所述电源电路为单相交流电源，用于为整流器提供单相交流电；

所述整流器为单相不控整流器，用于将单相输入交流电整流为直流电，并向逆变器供电：

所述逆变器为三相电压源型逆变器，用于接收脉宽调制模块的电压脉冲，并根据电压脉冲控制电机；

所述电机负载模块为外部负载，用于电机加载/卸载；

所述电机电流采集模块用于采集电机三相电流，并发送至Clark变换模块；

所述Clark模块用于将电机三相电流转换为αβ轴电流，并发送至Park变换模块；

所述Park变换模块用于将αβ轴电流转换为d轴实际电流、q轴实际电流，并发送至并联EPLL信号分析模块；

所述并联EPLL信号分析模块用于采集电机所需的各频率信号，并发送至高频信号PI模块、d轴电流PI模块、q轴电流PI模块以及直轴正方向判断模块；

所述高频信号PI模块用于将q轴高频信号幅值收敛到零，得到预估转子位置信号，并发送到转速误差模块；

所述积分处理模块用于将预估转速积分处理后得到预估转子位置角；